水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及隧道施工技术领域，公开了一种水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法及系统，包括：构建三维地质建模系统对隧道施工区域进行超前地质预报；采用三臂凿岩台车进行自主定位、地质自适应智能布孔、钻孔参数动态优化及三臂协同控制动态分配钻孔任务；计算实际开挖轮廓与设计轮廓的矢量偏差；基于三维激光点云技术标记优先喷射区域，并根据超欠挖数据动态调整喷射轨迹和厚度；采用多功能钻注一体台车实施管棚支护、超前小导管、预注浆加固及锚杆加固；主机械臂辅助台车进行锁脚锚杆钻孔及激光扫描验收；采用湿喷机械手复喷至设计厚度；本发明专利技术解决了现有的隧道下台阶带仰拱施工方法施工效率较低、施工风险较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道施工，尤其涉及一种水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法及系统。

技术介绍

1、水平岩层通常具有层理发育、岩体强度较低、围岩稳定性差等特点，在隧道开挖过程中，拱部水平岩层由于定向弱面和应力重分布，易形成松弛、折断和掉块，导致拱顶坍塌和超挖，安全风险高；仰拱开挖后，受卸荷和页岩膨胀影响，可能出现底鼓效应，使仰拱及填充层上鼓，影响未来运营。此外，拱部水平岩层开挖后初期支护承受较大压力，若喷射混凝土未达到强度要求，可能导致初期支护变形过大，混凝土脱落，格栅钢架弯曲或扭曲，进一步威胁隧道稳定性。而大断面隧道由于开挖跨度大、施工空间复杂，进一步增加了施工难度。现有的隧道施工方法在面对水平岩层和大断面隧道时，常遇到以下问题：1、围岩稳定性差：水平岩层的层理结构明显，岩体容易沿层理面发生滑移或塌落，尤其是在大断面隧道中，开挖后围岩应力分布复杂，容易引发局部坍塌或大范围失稳，增加了施工风险。2、地质预报不准确：水平岩层的地质条件复杂，现有的地质预报技术难以准确预测前方岩层的特性和围岩的稳定性，导致施工过程中频繁遇到突发地质问题，增加了施工的不确定性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，所述S1中，所述多模态智能感知技术包括：激光点云技术、分布式光纤传感技术、阵列式地质雷达技术、钻孔电阻率CT技术、施工机械振动频谱技术以及无人机红外热成像技术；

3.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，所述S2中，采用三臂凿岩台车进行自主定位包括：在台车和隧道围岩部署锚点，采用激光雷达计算台车与锚点之间的距离，台车与锚点距离的计算方法满足如下关系式：

4.根...

【技术特征摘要】

1.一种水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，所述s1中，所述多模态智能感知技术包括：激光点云技术、分布式光纤传感技术、阵列式地质雷达技术、钻孔电阻率ct技术、施工机械振动频谱技术以及无人机红外热成像技术；

3.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，所述s2中，采用三臂凿岩台车进行自主定位包括：在台车和隧道围岩部署锚点，采用激光雷达计算台车与锚点之间的距离，台车与锚点距离的计算方法满足如下关系式：

4.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，所述s3中，欠挖处理方式为：

5.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道下台阶带仰拱的快速施工方法，其特征在于，所述s4中，标记优先喷射区域的条件为：点云曲率突变值大于0.25m-1。

6.根据权利要求1所述的水平岩层大断面隧道...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，王双存，艾东，刘维正，管国梁，黄轩嘉，肖龙，赵荣存，
申请(专利权)人：中铁隧道集团二处有限公司，
类型：发明
国别省市：